JP5916360B2

JP5916360B2 - Turbo refrigerator

Info

Publication number: JP5916360B2
Application number: JP2011262437A
Authority: JP
Inventors: 上田　憲治; 憲治上田; 長谷川　泰士; 泰士長谷川; 紀行松倉
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: JP2013113555A; US9291378B2; US20130133359A1; DE102012021773A1

Description

本発明は、ターボヒートポンプを含むターボ冷凍機に関するものである。 The present invention relates to a turbo refrigerator including a turbo heat pump.

ターボヒートポンプを含むターボ冷凍機は、他の冷凍機やヒートポンプに比べて冷媒の充填量が多く、例えば、能力が５００冷凍トンクラスのターボ冷凍機においては、７００〜８００ｋｇ程度の冷媒が充填されている。現在、ターボ冷凍機において使用されている冷媒は、オゾン層を破壊しないとされているＨＦＣ１３４ａ、ＨＣＦ２４５ｆａ等の冷媒であるが、これらの冷媒は、いずれも地球温暖化係数（ＧＷＰ；ＧｌｏｂａｌＷａｒｍｉｎｇＰｏｔｅｎｔｉａｌ）が高く、地球温暖化への影響が大きいとされている。 A turbo chiller including a turbo heat pump has a larger amount of refrigerant than other chillers and heat pumps. For example, a turbo chiller having a capacity of 500 refrigeration tons class is charged with about 700 to 800 kg of refrigerant. Yes. Currently, refrigerants used in turbo refrigerators are refrigerants such as HFC134a and HCF245fa that are not supposed to destroy the ozone layer, and these refrigerants are all global warming potential (GWP). Is said to have a large impact on global warming.

また、ターボ冷凍機は、建屋内の機械室に据付けられる場合が殆んどあり、万一事故等によって冷媒漏れが発生した場合に、空気よりも重いことから下層部に冷媒が滞留することになるが、冷媒漏れを検知できるのは、機械室に設置されている冷媒検知センサを介して冷媒が検知できる程度の濃度まで冷媒が漏れた時点か、もしくは冷媒が全量排出されて冷凍機がトリップした時点かのいずれかである。しかし、いずれの場合においても、大量に冷媒が漏れ、大気中に放出されることに変わりはなかった。 In addition, turbo chillers are mostly installed in machine rooms in buildings, and in the unlikely event that a refrigerant leaks due to an accident or the like, the refrigerant will stay in the lower layer because it is heavier than air. However, the refrigerant leakage can be detected when the refrigerant leaks to a level that allows the refrigerant to be detected via the refrigerant detection sensor installed in the machine room, or when the refrigerant is exhausted and the refrigerator trips. At any point in time. However, in either case, a large amount of refrigerant leaked and was released into the atmosphere.

一方、他の空気調和機や冷凍機、ヒートポンプ等において、冷凍サイクルを構成している圧縮機や凝縮器、蒸発器等の下部、もしくは冷媒配管や各種部品の接続部に設けられる弁や継手等に対して、多数の冷媒漏洩検知センサを設置し、各々の冷媒漏洩検知センサにより冷媒漏れが検知されたとき、警報を発するとともに、冷媒漏れが発生している箇所を特定可能に構成した空気調和機や冷凍機、あるいはそれらに適用される冷媒漏洩検知センサが、特許文献１−３等に提示されている。 On the other hand, in other air conditioners, refrigerators, heat pumps, etc., valves, joints, etc. provided at the lower part of compressors, condensers, evaporators, etc. constituting the refrigeration cycle, or at connection parts of refrigerant pipes and various parts In contrast, air conditioning is configured to install a large number of refrigerant leak detection sensors and to issue an alarm when each refrigerant leak detection sensor detects a refrigerant leak and to identify the location where the refrigerant leak occurs Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-26838 and 2005 disclose a machine, a refrigerator, or a refrigerant leak detection sensor applied to them.

特開平７−１５９０１０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-159010 特開２００９−１９８１５４号公報JP 2009-198154 A 特開２０１０−１３３６０１号公報JP 2010-133601 A

しかしながら、特許文献１−３に示されたものでは、空気調和機や冷凍機、ヒートポンプ等の構成機器である圧縮機、凝縮器、蒸発器等の下部、あるいは冷媒配管、各種部品の接続部に設けられる弁や継手等に対応して、多数の冷媒漏洩検知センサを設置しなければならず、冷媒漏れの検知精度を高めることができる半面、高価な冷媒漏洩検知センサを多数設置する必要があり、経済的に見て必ずしも合理性のあるものとは云えなかった。 However, in the ones shown in Patent Documents 1-3, components such as air conditioners, refrigerators, heat pumps, compressors, condensers, evaporators, etc., or refrigerant pipes, connection parts of various parts are used. It is necessary to install a large number of refrigerant leak detection sensors corresponding to the valves and joints provided, and while it is possible to improve the accuracy of refrigerant leak detection, it is necessary to install many expensive refrigerant leak detection sensors. It was not always reasonable from an economic point of view.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、経済的であって、かつ冷媒漏れを初期段階で早期に検知し、冷媒の大量放出を防止することができるとともに、冷媒再充填時の量を少なくすることができるターボ冷凍機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, is economical, detects refrigerant leakage at an early stage, and prevents a large amount of refrigerant from being discharged. It aims at providing the turbo refrigerator which can reduce the quantity at the time of filling.

上記した課題を解決するために、本発明のターボ冷凍機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるターボ冷凍機は、ターボ圧縮機およびその駆動用モータに接続される冷媒冷却配管系統および潤滑配管系統に設けられている配管継手群、並びに各配管系統に設けられている各種交換部品の継手群を備え、前記冷媒冷却配管系統および前記潤滑配管系統は、前記ターボ圧縮機および前記モータの下方部位であって、互いに平行に配設されている蒸発器と凝縮器との間の空間領域に配設され、前記各配管系統に設けられている前記配管継手群並びに各配管系統に設けられている前記各種交換部品の前記継手群は、前記空間領域内の予め設定された集中配置領域に集中的に配置され、前記各継手群の前記集中配置領域の下方であって、前記各継手群から漏洩した微量冷媒が流下して高濃度で分布し、滞留する予め特定されたポイントに、少なくとも１個の冷媒検知センサが配設され、冷媒の微量漏れが検知可能とされていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the turbo refrigerator of the present invention employs the following means.
That is, the turbo refrigerator according to the present invention includes a pipe joint group provided in a refrigerant cooling piping system and a lubrication piping system connected to the turbo compressor and its driving motor, and various types provided in each piping system. The refrigerant cooling piping system and the lubrication piping system are provided in a lower part of the turbo compressor and the motor, and are provided between the evaporator and the condenser that are arranged in parallel to each other. The pipe joint group provided in each of the pipe systems and the joint group of the various replacement parts provided in each of the pipe systems are arranged in a predetermined concentration in the space area. is centrally disposed in the arrangement region, wherein the joint group of the a lower concentration arrangement region, said distributed in a high concentration flows down the trace refrigerant which has leaked from the joint group, pre-specified is staying To the point, at least one refrigerant detection sensor is arranged, characterized in that the trace leakage of the refrigerant is capable detection.

ターボ冷凍機において通常使用されている冷媒は、空気よりも比重が重く、配管継手等から漏洩した冷媒は、漏洩箇所から鉛直下方へ下方へと流下する。従って、配管継手やその配管中に設けられているストレーナ、フィルタ、圧力センサ等の交換部品の継手等のパッキンやＯリング等の劣化、不具合等により微量の冷媒漏れ、例えば５ｃｍ^３／ｍｉｎ程度の漏れが発生した場合を想定し、その流動解析を実施することにより、継続的に流出して下方に流下した冷媒の濃度分布から、冷媒検知センサが検知可能な濃度の冷媒が滞留するポイントを事前に明らかにすることができる。
本発明によれば、ターボ圧縮機およびその駆動用モータに接続される冷媒冷却配管系統および潤滑配管系統を、ターボ圧縮機およびモータの下方部位であって、互いに平行に配設されている蒸発器と凝縮器との間の空間領域に配設し、該冷媒冷却配管系統および潤滑配管系統に設けられている配管継手群並びに各配管系統に設けられている各種交換部品の継手群を、前記空間領域内の予め設定された集中配置領域に集中的に配置し、それら各継手群の集中配置領域の下方であって、各継手群から漏洩した微量冷媒が流下して高濃度で分布し、滞留する予め特定された上記ポイントに、少なくとも１個の冷媒検知センサを配設しているため、冷媒冷却配管系統および潤滑配管系統の配管継手や交換部品の継手群等から、いわゆるカニ泡程度の微量の冷媒漏れが発生した場合でも、それが下方へと流下して冷媒検知センサが配設されている予め特定されたポイントに冷媒検知センサが検知可能な濃度で分布し、滞留するに至った時点で冷媒検知センサにより冷媒漏れを検知することができる。従って、微量の冷媒漏れを初期段階において少なくとも１個の冷媒検知センサにより検知することが可能となり、冷媒漏れの早期発見、早期処置によって冷媒の大量放出を防止することができるとともに、再充填時の冷媒量を低減することができる。また、冷媒検知センサの設置個数を最小限化することができるため、構成の簡素化、コスト低減を図ることができる。更に、蒸発器および凝縮器がシェルアンドチューブ型の熱交換器とされたターボ冷凍機では、蒸発器および凝縮器を互いに平行に配設し、その上部にターボ圧縮機およびモータを配置したレイアウトが典型的であり、該ターボ圧縮機およびモータの下方部位であって、蒸発器と凝縮器との間の空間領域を利用することにより、冷媒冷却配管系統および潤滑配管系統を配設し、各配管系統に設けられている複数の継手群をその空間領域内の集中配置領域に集中的に配置することができるため、複数の継手群の集中配置領域の下方の予め特定されたポイントに配設されている冷媒検知センサに対して、各継手群等から漏洩した微量の冷媒を拡散させずに効果的に誘導でき、１個の冷媒検知センサで確実に微量冷媒漏れを検知することができる。 The refrigerant normally used in the turbo refrigerator has a specific gravity heavier than that of air, and the refrigerant leaked from the pipe joint or the like flows down downward from the leaked portion. Therefore, a small amount of refrigerant leaks due to deterioration or failure of packings or O-rings of joints of replacement parts such as strainers, filters, and pressure sensors provided in the pipes, for example, about 5 cm ³ / min. Assuming that a leak has occurred, the flow analysis is performed, and the points where the refrigerant that can be detected by the refrigerant detection sensor stays in advance from the concentration distribution of the refrigerant that has continuously flowed out and flowed downward Can be revealed.
According to the present invention, the refrigerant cooling piping system and the lubrication piping system connected to the turbo compressor and its driving motor are disposed below the turbo compressor and the motor and in parallel with each other. disposed in a space region, a joint group of various replacement part that is provided in the refrigerant cooling piping system and lubrication is provided in the piping system piping joint group and each piping system, the space between the condenser and Concentratedly arranged in a pre-set concentration area in the area, and below the concentration area of each joint group, a small amount of refrigerant leaked from each joint group flows down and is distributed at a high concentration, and stays Since at least one refrigerant detection sensor is disposed at the point specified in advance, the so-called crab-bubble-like fineness is obtained from the pipe joints of the refrigerant cooling pipe system and the lubricating pipe system, the joint group of replacement parts, and the like. Even when a refrigerant leak occurs, it flows down and is distributed at a concentration that can be detected by the refrigerant detection sensor at a predetermined point where the refrigerant detection sensor is disposed, and when the refrigerant leaks, Thus, the refrigerant leakage can be detected by the refrigerant detection sensor. Therefore, it is possible to detect a small amount of refrigerant leak by at least one refrigerant detection sensor in the initial stage, and it is possible to prevent a large amount of refrigerant from being released by early detection and early treatment of the refrigerant leak. The amount of refrigerant can be reduced. Further, since the number of installed refrigerant detection sensors can be minimized, the configuration can be simplified and the cost can be reduced. Furthermore, in a turbo chiller in which the evaporator and the condenser are shell-and-tube heat exchangers, the layout is such that the evaporator and the condenser are arranged in parallel with each other, and the turbo compressor and the motor are arranged on the upper part. Typically, a refrigerant cooling piping system and a lubrication piping system are disposed by utilizing a space region between the evaporator and the condenser, which is a lower portion of the turbo compressor and the motor, and each piping Since a plurality of joint groups provided in the system can be intensively arranged in a concentrated arrangement area in the space area, the joint groups are arranged at predetermined points below the concentrated arrangement area of the plurality of joint groups. Therefore, a small amount of refrigerant leaked from each joint group or the like can be effectively guided to the refrigerant detection sensor that is not diffused, and a single refrigerant detection sensor can reliably detect a small amount of refrigerant leakage.

さらに、本発明のターボ冷凍機は、上記のターボ冷凍機において、前記冷媒冷却配管系統には、少なくとも冷凍サイクルを構成している凝縮器の下流側から抽出した冷媒を前記モータおよびオイルクーラ等を経由して前記凝縮器よりも低い圧力側に戻す冷媒冷却配管系統が含まれていることを特徴とする。 Furthermore, the turbo chiller of the present invention is the above-described turbo chiller, wherein the refrigerant cooling piping system includes at least the refrigerant extracted from the downstream side of the condenser constituting the refrigeration cycle with the motor and the oil cooler. A refrigerant cooling piping system for returning to a pressure side lower than that of the condenser is included.

本発明によれば、冷媒冷却配管系統に、少なくとも冷凍サイクルを構成している凝縮器の下流側から抽出した冷媒をモータおよびオイルクーラ等を経由して凝縮器よりも低い圧力側に戻す冷媒冷却配管系統が含まれているため、モータあるいはオイルクーラ等に凝縮器の下流側から抽出された冷却用の冷媒を循環する冷媒冷却配管系統に設けられている配管継手やストレーナ、フィルタ等の交換部品の継手群等から、微量の冷媒漏れが発生した場合、その冷媒が下方に流下して冷媒検知センサが配設されている予め特定されたポイントに冷媒検知センサが検知可能な濃度で分布し、滞留するに至った時点で該冷媒検知センサにより冷媒漏れを検知することができる。従って、モータ、オイルクーラ等の冷媒冷却配管系統からの微量冷媒漏れを初期段階で検知し、早期発見、早期処置によって冷媒の大量放出を防止することができる。 According to the present invention, the refrigerant cooling pipe returns a refrigerant extracted from at least the downstream side of the condenser constituting the refrigeration cycle to the pressure side lower than the condenser via the motor and the oil cooler. Since a piping system is included, replacement parts such as piping joints, strainers, and filters provided in the refrigerant cooling piping system that circulates the cooling refrigerant extracted from the downstream side of the condenser to a motor or oil cooler, etc. When a small amount of refrigerant leaks from the joint group, etc., the refrigerant flows down and is distributed at a concentration that can be detected by the refrigerant detection sensor at a predetermined point where the refrigerant detection sensor is disposed, The refrigerant leakage can be detected by the refrigerant detection sensor at the time when the stagnation occurs. Accordingly, it is possible to detect a small amount of refrigerant leakage from the refrigerant cooling piping system such as a motor and an oil cooler at an initial stage, and prevent a large amount of refrigerant from being discharged by early detection and early treatment.

さらに、本発明のターボ冷凍機は、上述のいずれかのターボ冷凍機において、前記潤滑配管系統には、少なくとも油タンクから油ポンプ、前記オイルクーラおよび前記ターボ圧縮機等を経由して前記油タンクに潤滑油を循環する潤滑配管系統および／または前記ターボ圧縮機および蒸発器等の油溜まりから潤滑油を前記油タンクに戻す潤滑配管系統が含まれていることを特徴とする。 Furthermore, the turbo chiller of the present invention is the turbo chiller according to any one of the above-described turbo chillers, wherein the lubrication piping system includes at least the oil tank through the oil pump, the oil cooler, the turbo compressor, and the like. And a lubricating piping system for circulating the lubricating oil and / or a lubricating piping system for returning the lubricating oil from the oil reservoir such as the turbo compressor and evaporator to the oil tank.

本発明によれば、潤滑配管系統に、少なくとも油タンクから油ポンプ、オイルクーラおよびターボ圧縮機等を経由して油タンクに潤滑油を循環する潤滑配管系統および／またはターボ圧縮機および蒸発器等の油溜まりから潤滑油を油タンクに戻す潤滑配管系統が含まれているため、油タンク、油ポンプ、オイルクーラ、ターボ圧縮機、蒸発器等に接続されている潤滑油が循環する潤滑配管系統の配管継手やストレーナ、フィルタ等の交換部品の継手群等から、潤滑油中に溶解している冷媒の微量漏れが発生した場合、その冷媒が下方に流下して冷媒検知センサが配設されている予め特定されたポイントに冷媒検知センサが検知可能な濃度で分布し、滞留するに至った時点で冷媒検知センサにより冷媒漏れを検知することができる。従って、油タンク、油ポンプ、オイルクーラ、ターボ圧縮機、蒸発器等に接続されている潤滑配管系統からの微量冷媒漏れを初期段階で検知し、早期発見、早期処置によって冷媒の大量放出を防止することができる。 According to the present invention, a lubricating piping system and / or a turbo compressor and an evaporator that circulate lubricating oil from an oil tank to an oil tank via an oil pump, an oil cooler, a turbo compressor, etc. A lubrication piping system that returns lubricating oil from the oil reservoir to the oil tank is included, so that the lubrication piping connected to the oil tank, oil pump, oil cooler, turbo compressor, evaporator, etc. circulates. If a small amount of refrigerant dissolved in lubricating oil occurs from a joint group of replacement parts such as pipe joints, strainers, and filters, the refrigerant flows down and a refrigerant detection sensor is installed. The refrigerant detection sensor can detect a refrigerant leak at a point in time at which the refrigerant detection sensor is distributed at a concentration that can be detected by the refrigerant detection sensor and stays at a predetermined point. Therefore, a small amount of refrigerant leakage from the lubrication piping system connected to oil tanks, oil pumps, oil coolers, turbo compressors, evaporators, etc. is detected at an early stage, and large quantities of refrigerant are prevented by early detection and early treatment. can do.

さらに、本発明のターボ冷凍機は、上述のいずれかのターボ冷凍機において、前記各配管系統および前記各交換部品は、前記集中配置領域において鉛直方向に配設されるとともに、各々の継手群も同一鉛直線上に配設され、前記各配管系統および前記各交換部品のいずれかが水平方向に配設される場合は、各々の継手群も同一水平線上に配設され、その継手群の下方に樋またはトレーを配設し、該樋またはトレーを介して前記特定ポイントに配設されている前記冷媒検知センサの位置まで、前記各継手群から漏洩した微量冷媒が誘導可能とされていることを特徴とする。 Furthermore, the turbo chiller of the present invention is any one of the above-described turbo chillers, wherein each of the piping systems and each of the replacement parts is arranged in the vertical direction in the concentrated arrangement region, and each of the joint groups is also arranged. When one of the piping systems and the replacement parts is disposed in the horizontal direction on the same vertical line, each joint group is also disposed on the same horizontal line, below the joint group. A trap or a tray is disposed, and the trace amount of refrigerant leaked from each joint group can be guided to the position of the coolant detection sensor disposed at the specific point through the trap or the tray. Features.

本発明によれば、各配管系統および各交換部品が、集中配置領域において鉛直方向に配設されるとともに、各々の継手群も同一鉛直線上に配設され、各配管系統および各交換部品のいずれかが水平方向に配設される場合は、各々の継手群も同一水平線上に配設され、その継手群の下方に樋またはトレーを配設し、該樋またはトレーを介して特定ポイントに配設されている冷媒検知センサの位置まで、各継手群から漏洩した微量冷媒が誘導可能とされているため、鉛直方向に配設されている各配管系統および各交換部品の継手群等から漏洩した冷媒は、そのまま配管系統および交換部品に沿って鉛直下方へと流下させることができ、一方、各配管系統および各交換部品の一部が止むを得ず水平方向に配設され、その継手群が水平方向に多少離れて配設されることがあっても、その下方に設けられている樋またはトレーを介して漏洩した冷媒を冷媒検知センサの設置位置まで誘導することができる。従って、水平方向に多少離れた位置の継手群で冷媒漏れが発生したとしても、その冷媒を冷媒検知センサの設置位置に誘導し、１個の冷媒検知センサで確実に微量冷媒漏れを検知することができる。 According to the present invention, each piping system and each replacement part are arranged in the vertical direction in the concentrated arrangement region, and each joint group is also arranged on the same vertical line. Are arranged in the horizontal direction, each joint group is also arranged on the same horizontal line, and a rod or tray is arranged below the joint group, and is arranged at a specific point via the rod or tray. Since the small amount of refrigerant leaked from each joint group can be guided to the position of the installed refrigerant detection sensor, it leaked from each piping system arranged in the vertical direction and the joint group of each replacement part, etc. Refrigerant can flow down vertically along the piping system and replacement parts as it is, while some of the piping systems and replacement parts are unavoidably disposed in the horizontal direction, Some distance horizontally Even be arranged, can induce refrigerant that has leaked through the trough or tray is provided on its lower to the installation position of the coolant sensor. Therefore, even if a refrigerant leak occurs in a joint group at a position slightly apart in the horizontal direction, the refrigerant is guided to the installation position of the refrigerant detection sensor, and a small amount of refrigerant leakage is reliably detected by one refrigerant detection sensor. Can do.

さらに、本発明のターボ冷凍機は、上記のターボ冷凍機において、前記トレーの少なくとも１つは、前記ターボ圧縮機および前記モータ、該ターボ圧縮機およびモータに接続される前記各配管系統に設けられている前記配管継手群の一部並びに前記各配管系統に設けられている前記各交換部品の継手群の一部の下方を覆う大きさとされ、該トレーにより直接または他の継手群の下方に設けられている前記樋またはトレーを介して、前記冷媒検知センサの設置位置まで前記各継手群等から漏洩した微量冷媒が誘導可能とされていることを特徴とする。 Furthermore, the turbo refrigerator of the present invention is the above-described turbo refrigerator, wherein at least one of the trays is provided in the turbo compressor and the motor, and in each of the piping systems connected to the turbo compressor and the motor. The pipe joint group is sized to cover the lower part of the joint group of each replacement part provided in each of the piping systems, and is provided directly or under the other joint group by the tray. A small amount of refrigerant leaking from each joint group or the like can be guided to the installation position of the refrigerant detection sensor through the basket or tray.

本発明によれば、トレーの少なくとも１つが、ターボ圧縮機およびモータ、該ターボ圧縮機およびモータに接続される各配管系統に設けられている配管継手群の一部並びに各配管系統に設けられている各交換部品の継手群の一部の下方を覆う大きさとされ、該トレーにより直接または他の継手群の下方に設けられている樋またはトレーを介して、冷媒検知センサの設置位置まで各継手群等から漏洩した微量冷媒が誘導可能とされているため、ターボ圧縮機およびモータ等のように、複数の冷媒冷却配管系統および潤滑配管系統、各種交換部品並びに継手群が付属されているものにおいては、それらの下方部位を覆う大きさとされたトレーを配設しておくことによって、いずれの位置で冷媒漏れが発生したとしても、その冷媒をトレーにより集め、直接あるいは他の樋またはトレーを介して冷媒検知センサの設置位置まで誘導することができる。従って、付属する配管系統や交換部品および配管継手群等が多く、冷媒漏れのリスクが高くなる圧縮機やモータ等の機器周りでの微量冷媒漏れの検知精度を向上し、その早期発見、早期処置によって冷媒の大量放出を防止することができる。 According to the present invention, at least one of the trays is provided in a turbo compressor and a motor, a part of a pipe joint group provided in each piping system connected to the turbo compressor and the motor, and each piping system. Each of the replacement parts has a size that covers a lower part of the joint group of the replacement parts, and each joint is connected to the installation position of the refrigerant detection sensor directly by the tray or through a basket or tray provided below the other joint group. Since a small amount of refrigerant leaked from a group etc. can be induced, such as a turbo compressor and a motor, etc., a plurality of refrigerant cooling piping systems, lubricating piping systems, various replacement parts and joint groups are attached. By arranging a tray that is sized to cover these lower parts, the refrigerant can be collected by the tray regardless of where the refrigerant leaks. May directly or through another trough or tray is guided to the installation position of the refrigerant detection sensor. Therefore, there are many attached piping systems, replacement parts, piping joint groups, etc., which increases the risk of refrigerant leakage. Improves the accuracy of detection of trace refrigerant leakage around compressors, motors, and other equipment. Can prevent a large amount of refrigerant from being released.

本発明によると、冷媒冷却配管系統および潤滑配管系統の配管継手や各種交換部品の継手等から、いわゆるカニ泡程度の微量の冷媒漏れが発生した場合でも、それが下方へと流下して冷媒検知センサが配設されている予め特定されたポイントに冷媒検知センサが検知可能な濃度で分布し、滞留するに至った時点で冷媒検知センサにより冷媒漏れを検知することができるため、微量の冷媒漏れを初期段階において少なくとも１個の冷媒検知センサにより検知することが可能となり、冷媒漏れの早期発見、早期処置により冷媒の大量放出を防止することができるとともに、再充填時の冷媒量を低減することができる。また、冷媒検知センサの設置個数を最小限化することができるため、構成の簡素化、コスト低減を図ることができる。更に、蒸発器および凝縮器がシェルアンドチューブ型の熱交換器とされたターボ冷凍機では、蒸発器および凝縮器を互いに平行に配設し、その上部にターボ圧縮機およびモータを配置したレイアウトが典型的であり、該ターボ圧縮機およびモータの下方部位であって、蒸発器と凝縮器との間の空間領域を利用することにより、冷媒冷却配管系統および潤滑配管系統を配設し、各配管系統に設けられている複数の継手群をその空間領域内の集中配置領域に集中的に配置することができるため、複数の継手群の集中配置領域の下方の予め特定されたポイントに配設されている冷媒検知センサに対して、各継手群等から漏洩した微量の冷媒を拡散させずに効果的に誘導でき、１個の冷媒検知センサで確実に微量冷媒漏れを検知することができる。 According to the present invention, even when a small amount of refrigerant leaks, such as a so-called crab bubble, occurs from a joint of a coolant cooling piping system and a lubrication piping system, a joint of various replacement parts, etc., it flows down and detects the coolant. Since the refrigerant detection sensor is distributed at a concentration that can be detected by the refrigerant detection sensor at a predetermined point where the sensor is disposed, and the refrigerant detection sensor can detect the refrigerant leakage at the point of time when it stays, Can be detected by at least one refrigerant detection sensor in the initial stage, and a large amount of refrigerant can be prevented by early detection and early treatment of refrigerant leakage, and the amount of refrigerant during recharging can be reduced. Can do. Further, since the number of installed refrigerant detection sensors can be minimized, the configuration can be simplified and the cost can be reduced. Furthermore, in a turbo chiller in which the evaporator and the condenser are shell-and-tube heat exchangers, the layout is such that the evaporator and the condenser are arranged in parallel with each other, and the turbo compressor and the motor are arranged on the upper part. Typically, a refrigerant cooling piping system and a lubrication piping system are disposed by utilizing a space region between the evaporator and the condenser, which is a lower portion of the turbo compressor and the motor, and each piping Since a plurality of joint groups provided in the system can be intensively arranged in a concentrated arrangement area in the space area, the joint groups are arranged at predetermined points below the concentrated arrangement area of the plurality of joint groups. Therefore, a small amount of refrigerant leaked from each joint group or the like can be effectively guided to the refrigerant detection sensor that is not diffused, and a single refrigerant detection sensor can reliably detect a small amount of refrigerant leakage.

本発明の第１実施形態に係るターボ冷凍機の冷凍サイクル図である。It is a refrigerating cycle figure of the turbo refrigerator concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１に示すターボ冷凍機の一部機器を省略した状態の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the state which abbreviate | omitted some apparatuses of the turbo refrigerator shown in FIG. 本発明の第２実施形態にターボ冷凍機の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the turbo refrigerator in 2nd Embodiment of this invention. 図３に示すターボ冷凍機の背面側をその右上方から見た状態の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the state which looked at the back side of the turbo refrigerator shown in FIG. 3 from the upper right. 図３に示すターボ冷凍機の左側面側をその右上方から見た状態の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the state which looked at the left side surface side of the turbo refrigerator shown in FIG. 3 from the upper right.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
図１には、本実施形態に係るターボ冷凍機１の冷凍サイクルが示され、図２には、そのターボ冷凍機の一部機器を省略した状態の外観斜視図が示されている。
ターボ冷凍機１は、ターボ圧縮機２、該ターボ圧縮機２を駆動する電動モータ（単にモータと称する場合もある。）３、凝縮器４、高段側膨張弁５、エコノマイザ６、低段側膨張弁７、蒸発器８等を備え、これらの機器間を冷媒配管９により接続し、閉サイクルの冷凍サイクル１０を構成している。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 shows a refrigeration cycle of a turbo chiller 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 shows an external perspective view in a state where some devices of the turbo chiller are omitted.
The turbo refrigerator 1 includes a turbo compressor 2, an electric motor (which may be simply referred to as a motor) 3 that drives the turbo compressor 2, a condenser 4, a high-stage expansion valve 5, an economizer 6, and a low-stage side. An expansion valve 7 and an evaporator 8 are provided, and these devices are connected by a refrigerant pipe 9 to constitute a closed cycle refrigeration cycle 10.

ターボ圧縮機２および電動モータ３は、ハウジング同士が一体に結合された密閉構造の電動圧縮機とされており、本実施形態では、ターボ圧縮機２が２段圧縮機、モータ３がインバータ駆動の電動モータとされ、該モータ３の出力軸とターボ圧縮機２の回転軸とが増速歯車を介して結合されることにより、ターボ圧縮機２が駆動可能とされている。凝縮器４は、シェルアンドチューブ型の熱交換器とされており、冷却塔で冷却された冷却水が多数のチューブ内を循環することによりターボ圧縮機２からの高圧冷媒ガスを冷却し、該冷媒を凝縮液化するものである。 The turbo compressor 2 and the electric motor 3 are sealed electric compressors in which housings are integrally coupled. In this embodiment, the turbo compressor 2 is a two-stage compressor, and the motor 3 is inverter-driven. An electric motor is used, and the output shaft of the motor 3 and the rotating shaft of the turbo compressor 2 are coupled via a speed increasing gear, so that the turbo compressor 2 can be driven. The condenser 4 is a shell-and-tube heat exchanger, and the cooling water cooled in the cooling tower circulates in a number of tubes to cool the high-pressure refrigerant gas from the turbo compressor 2, The refrigerant is condensed and liquefied.

エコノマイザ６は、気液分離方式または中間冷却方式のいずれかとされる。気液分離方式の場合、高段側膨張弁５で中間圧に減圧された冷媒を気液分離器で気液分離し、そのガス冷媒を、インジェクション回路１１を介して２段ターボ圧縮機２の１段目と２段目間の中間圧ガス中に注入する構成とされる。一方、中間冷却方式の場合、中間冷却器で主回路側を流れる冷媒と分岐回路側を流れる中間圧に減圧された冷媒とを熱交換させ、そこで蒸発した分岐回路側のガス冷媒を、インジェクション回路１１を介して２段ターボ圧縮機２の１段目と２段目間の中間圧ガス中に注入する構成とされることで、公知のエコノマイザ回路が構成されている。 The economizer 6 is either a gas-liquid separation system or an intermediate cooling system. In the case of the gas-liquid separation method, the refrigerant decompressed to the intermediate pressure by the high stage side expansion valve 5 is gas-liquid separated by the gas-liquid separator, and the gas refrigerant is supplied to the two-stage turbo compressor 2 via the injection circuit 11. It is set as the structure injected in the intermediate pressure gas between the 1st stage and the 2nd stage. On the other hand, in the case of the intermediate cooling system, the refrigerant flowing on the main circuit side in the intermediate cooler and the refrigerant reduced to the intermediate pressure flowing on the branch circuit side are heat exchanged, and the gas refrigerant on the branch circuit side evaporated there is used as the injection circuit. A known economizer circuit is configured by injecting into the intermediate pressure gas between the first and second stages of the two-stage turbo compressor 2 via 11.

蒸発器８は、シェルアンドチューブ型の熱交換器とされており、負荷側から帰還する冷水と低段側膨張弁７で減圧された低圧冷媒とを熱交換させ、冷水を所定温度に冷却して負荷側に送出するものである。ターボ圧縮機２は、この蒸発器８で蒸発した低圧冷媒ガスを吸込み、再び高圧の冷媒ガスに２段圧縮して凝縮器４に吐出するものであり、ターボ冷凍機１は、このサイクルを繰り返すことによって、蒸発器８で冷水を製造するように構成されている。 The evaporator 8 is a shell-and-tube heat exchanger, which exchanges heat between the cold water returning from the load side and the low-pressure refrigerant decompressed by the low-stage expansion valve 7 to cool the cold water to a predetermined temperature. Is sent to the load side. The turbo compressor 2 sucks the low-pressure refrigerant gas evaporated by the evaporator 8, compresses it again into a high-pressure refrigerant gas, and discharges it to the condenser 4. The turbo refrigerator 1 repeats this cycle. Thus, the evaporator 8 is configured to produce cold water.

上記ターボ冷凍機１において、凝縮器４で凝縮された冷媒の一部を図示省略の減圧手段を介して電動モータ３およびオイルクーラ１２に導入し、この冷媒を蒸発させて電動モータ３および潤滑油を冷却した後、蒸発した低圧冷媒ガスを蒸発器８内に導入して冷凍サイクル１０に戻す冷媒冷却配管系統１３，１４，１５，１６が、破線で示されるように、凝縮器４、電動モータ３、オイルクーラ１２および蒸発器８間に接続されている。 In the turbo chiller 1, a part of the refrigerant condensed in the condenser 4 is introduced into the electric motor 3 and the oil cooler 12 through a decompression means (not shown), and the refrigerant is evaporated to evaporate the electric motor 3 and the lubricating oil. After the refrigerant is cooled, the refrigerant cooling piping systems 13, 14, 15, and 16 that introduce the evaporated low-pressure refrigerant gas into the evaporator 8 and return to the refrigeration cycle 10 include the condenser 4, the electric motor, as indicated by broken lines. 3, connected between the oil cooler 12 and the evaporator 8.

また、ターボ圧縮機２に対しては、油タンク１７から油ポンプ１８および潤滑配管系統１９，２０を介してオイルクーラ１２で冷却された潤滑油が循環可能とされており、ターボ圧縮機２の回転軸の軸受等の所要潤滑部位が、油ポンプ１８によって循環される潤滑油により強制潤滑されるように構成されている。更に、ターボ圧縮機２のハウジングの油溜まりと油タンク１７との間、および蒸発器８の油溜まりと油タンク１７との間には、各々の油溜まりに溜まった潤滑油を油タンク１７に戻すための潤滑配管系統２１，２２が設けられている。 In addition, the lubricating oil cooled by the oil cooler 12 can be circulated from the oil tank 17 through the oil pump 18 and the lubricating piping systems 19 and 20 to the turbo compressor 2. A required lubricating portion such as a bearing of the rotary shaft is forcibly lubricated by lubricating oil circulated by the oil pump 18. Further, between the oil sump of the housing of the turbo compressor 2 and the oil tank 17 and between the oil sump of the evaporator 8 and the oil tank 17, the lubricating oil accumulated in each oil sump is supplied to the oil tank 17. Lubricating piping systems 21 and 22 for returning are provided.

上記冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２、並びに冷媒冷却配管系統１３に設けられている配管継手群２３、冷媒冷却配管系統１６に設けられている配管継手群２４、潤滑配管系統２１に設けられている配管継手群２５、潤滑配管系統２２に設けられている配管継手群２６、潤滑配管系統１９に設けられているフィルタ（交換部品）２７およびその継手群２８等は、図２に示されるように、互いに平行に配設されている凝縮器４および蒸発器８（ただし、蒸発器８の図示手前側に配設されている凝縮器４は、図示省略されている。）の上方部に設置されているターボ圧縮機２および電動モータ３の下方部位であって、凝縮器４と蒸発器８との間の空間領域２９を利用して配設されており、特に、その中の継手群２３ないし２８は、空間領域２９内の長手方向の一端側の集中配置領域３０に寄せて集中的に配置されている。 The refrigerant cooling piping system 13 to 16, the lubricating piping system 19 to 22, the piping joint group 23 provided in the refrigerant cooling piping system 13, the piping joint group 24 provided in the refrigerant cooling piping system 16, and the lubricating piping system 2, a pipe joint group 25 provided in the lubrication piping system 22, a filter (replacement part) 27 provided in the lubrication piping system 19, a joint group 28 thereof, etc. As shown in FIG. 4, the condenser 4 and the evaporator 8 that are disposed in parallel to each other (however, the condenser 4 that is disposed on the front side of the evaporator 8 is not illustrated). It is the lower part of the turbo compressor 2 and the electric motor 3 installed in the upper part, and is disposed using the space region 29 between the condenser 4 and the evaporator 8, and in particular, Joint group 3 to 28 are centrally arranged close to one longitudinal end centrally located region 30 in the space region 29.

これらの冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２、並びに配管継手群２３，２４，２５，２６、交換部品２７の継手群２８等は、出来る限り鉛直方向に配設するようにし、止むを得ず鉛直方向に配設することができない場合については、水平方向に配設するとともに、それぞれの配管継手群、交換部品の継手群等も同一水平線上に配設し、その継手群の下方に必要に応じて樋３１を配設することにより、水平方向への広がりを可及的に小さくした集中配置領域３０内に、各継手群２３ないし２８を集中的に配置しているのと同等の効果が得られるようにしている。 These refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and lubrication piping systems 19 to 22, as well as the piping joint groups 23, 24, 25, and 26, the joint group 28 of the replacement part 27, and the like are arranged in the vertical direction as much as possible. When it is unavoidable to arrange in the vertical direction, arrange in the horizontal direction, and also place each pipe joint group, joint group of replacement parts, etc. on the same horizontal line. The joint groups 23 to 28 are intensively arranged in the centralized arrangement region 30 in which the spread in the horizontal direction is made as small as possible by arranging the flanges 31 as required below. The same effect is obtained.

一般に、ターボ冷凍機１において使用されている冷媒は、Ｒ１３４ａ、Ｒ２４５ｆａ等であり、この冷媒は空気よりも比重が重い。このため、上記した冷媒冷却配管系統１３ないし１６や潤滑配管系統１９ないし２２に設けられている配管継手やその配管中に設けられているストレーナ、フィルタ、圧力センサ等の交換部品の継手等のパッキンやＯリング等の劣化、不具合等により微量の冷媒漏れが発生した場合、漏洩した冷媒は、漏洩箇所から鉛直下方へ下方へと流下することになる。従って、微量の冷媒漏れ、例えば５ｃｍ^３／ｍｉｎ程度の漏れが発生した場合を想定し、その流動解析を実施することにより、継続的に流出して下方に流下した冷媒の濃度分布から、冷媒検知センサが検知可能な濃度の冷媒が滞留するポイントを事前に明らかにすることができる。 Generally, the refrigerants used in the turbo refrigerator 1 are R134a, R245fa, etc., and this refrigerant has a higher specific gravity than air. Therefore, packings such as pipe joints provided in the refrigerant cooling pipe systems 13 to 16 and the lubrication pipe systems 19 to 22 and joints of replacement parts such as strainers, filters, and pressure sensors provided in the pipes are provided. When a small amount of refrigerant leaks due to deterioration or malfunction of the O-ring or the like, the leaked refrigerant will flow downward downward from the leak location. Therefore, assuming a case where a small amount of refrigerant leaks, for example, about 5 cm ³ / min, has occurred, by performing the flow analysis, refrigerant detection is performed from the concentration distribution of the refrigerant continuously flowing out and flowing down. The point at which the refrigerant having a concentration detectable by the sensor stays can be clarified in advance.

本実施形態においては、ターボ圧縮機２およびそれを駆動するモータ３に接続される冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２に設けられている配管継手群２３ないし２６、並びにそれらの配管系統に設けられている各種交換部品２７の継手群２８等を、上記したように集中配置領域３０内に集中的に配置し、それら継手群２３ないし２８の集中配置領域３０の下方であって、各継手群２３ないし２８から漏洩した微量冷媒が流下して高濃度で分布し、滞留する予め特定された部位、すなわち上記の流動解析によって特定されたポイントに、１個の冷媒検知センサ３２を配設することにより、最小個数の冷媒検知センサ３２で冷媒の微量漏れを早期段階で検知可能な構成としている。 In the present embodiment, the refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and the piping joint groups 23 to 26 provided in the lubricating piping systems 19 to 22 connected to the turbo compressor 2 and the motor 3 that drives the turbo compressor 2, and their As described above, the joint groups 28 and the like of the various replacement parts 27 provided in the piping system are intensively arranged in the concentrated arrangement region 30, and below the concentrated arrangement region 30 of the joint groups 23 to 28. In addition, one refrigerant detection sensor 32 is provided at a point specified in advance by the above-described flow analysis, in which a small amount of refrigerant leaked from each joint group 23 to 28 flows down and is distributed at a high concentration and stays. By disposing, the minimum number of refrigerant detection sensors 32 can detect a small amount of refrigerant leakage at an early stage.

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ハウジング同士が一体に結合され、密閉構造とされているターボ圧縮機２および電動モータ３には、それぞれを冷却および潤滑するため、冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２が接続されており、これらの配管系統を介してターボ圧縮機２および電動モータ３に潤滑油および冷却用の冷媒が循環され、その潤滑油および冷媒を介してターボ圧縮機２の回転軸を支持する軸受等の冷却および潤滑、モータ３の固定子および回転子等の冷却が行われる。 With the configuration described above, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
Refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and lubricating piping systems 19 to 22 are connected to the turbo compressor 2 and the electric motor 3 which are integrally coupled with each other and have a sealed structure in order to cool and lubricate them. The lubricating oil and cooling refrigerant are circulated to the turbo compressor 2 and the electric motor 3 through these piping systems, and the bearings support the rotating shaft of the turbo compressor 2 through the lubricating oil and refrigerant. Cooling and lubrication, and cooling of the stator and rotor of the motor 3 are performed.

これらの冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２には、図２に示されるように、多数の配管継手群２３ないし２６およびフィルタ、ストレーナ、圧力センサ等の各種交換部品２７の継手群２８等が設けられており、その継手群２３ないし２８等に使用されているパッキンやＯリング等の劣化や不具合、あるいは各配管系統や継手群に他の物品が接触すること等が原因で、当該配管系統や継手群から冷媒漏れが発生することがある。この漏洩冷媒は、空気よりも比重が重いことから、漏洩箇所より下方に向って流下する。 As shown in FIG. 2, these refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and lubrication piping systems 19 to 22 include a large number of piping joint groups 23 to 26 and joints of various replacement parts 27 such as filters, strainers, and pressure sensors. Group 28 etc. are provided, due to deterioration or malfunction of packings or O-rings used for the joint groups 23 to 28, etc., or other articles coming into contact with each piping system or joint group A refrigerant leak may occur from the piping system or joint group. Since the specific gravity of the leaked refrigerant is heavier than that of air, the leaked refrigerant flows downward from the leak location.

しかるに、本実施形態においては、冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２に設けられている配管継手群２３ないし２６、並びにそれらの配管系統に設けられている各種交換部品２７の継手群２８等を、ターボ圧縮機２およびモータ３の下方部位であって、凝縮器４と蒸発器８との間の空間領域２９内の一端側の集中配置領域３０に集中的に配置し、その継手群２３ないし２８の集中配置領域３０の下方であって、各継手群２３ないし２８から漏洩した微量冷媒が流下して高濃度で分布し、滞留する予め流動解析によって特定されたポイントに対して、漏洩冷媒を検知する冷媒検知センサ３２を配設している。 However, in the present embodiment, the pipe joint groups 23 to 26 provided in the refrigerant cooling pipe systems 13 to 16 and the lubrication pipe systems 19 to 22 and the joints of various replacement parts 27 provided in those pipe systems. The group 28 and the like are intensively arranged in a concentrated arrangement region 30 on one end side in a space region 29 between the condenser 4 and the evaporator 8 below the turbo compressor 2 and the motor 3. For the points specified by the flow analysis in advance under the concentrated arrangement region 30 of the joint groups 23 to 28, in which a small amount of refrigerant leaked from each joint group 23 to 28 flows down and is distributed at a high concentration and stays there. A refrigerant detection sensor 32 that detects the leaked refrigerant is provided.

このため、冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２の配管継手群２３ないし２６や交換部品２７の継手群２８等から、いわゆるカニ泡程度の微量の冷媒漏れが発生した場合であっても、その冷媒が漏洩箇所から下方へと流下して冷媒検知センサ３２が配設されている予め特定されたポイントに、冷媒検知センサ３２が検知可能な濃度で分布し、滞留するに至った時点において、冷媒検知センサ３２によりその冷媒漏れを検知することができる。 For this reason, there is a case where a small amount of refrigerant leakage such as so-called crab bubbles occurs from the piping joint groups 23 to 26 of the refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and the lubricating piping systems 19 to 22, the joint group 28 of the replacement parts 27, and the like. However, the refrigerant has flowed downward from the leaked portion, and has been distributed at a concentration that can be detected by the refrigerant detection sensor 32 at a predetermined point where the refrigerant detection sensor 32 is disposed, and has accumulated. At that time, the refrigerant detection sensor 32 can detect the refrigerant leakage.

従って、例えば５ｃｍ^３／ｍｉｎ程度の微量の冷媒漏れであっても、それを初期の段階において、１個の冷媒検知センサ３２により検知することが可能となり、冷媒漏れの早期発見および早期処置によってターボ冷凍機１からの冷媒の大量放出を防止することができるとともに、冷媒を再充填する際の冷媒量を低減することができる。また、冷媒検知センサ３２の設置個数を最小限化することができるため、構成の簡素化、コスト低減を図ることができる。 Therefore, even a small amount of refrigerant leak of, for example, about 5 cm ³ / min can be detected by one refrigerant detection sensor 32 at an early stage, and the turbo is detected by early detection and early treatment of the refrigerant leak. A large amount of refrigerant can be prevented from being released from the refrigerator 1, and the amount of refrigerant when refilling the refrigerant can be reduced. In addition, since the number of installed refrigerant detection sensors 32 can be minimized, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.

また、上記冷媒冷却配管系統１３ないし１６には、少なくとも冷凍サイクル１０を構成している凝縮器４の下流側から抽出した冷媒をモータ３およびオイルクーラ１２等を経由して冷凍サイクル１０の凝縮器４よりも低い圧力側に戻す冷媒冷却配管系統１３ないし１６が含まれており、これらモータ３あるいはオイルクーラ１２等に凝縮器４の下流側から抽出された冷却用の冷媒を循環する冷媒冷却配管系統１３ないし１６に設けられている配管継手群２３，２４や図示省略のストレーナ、フィルタ等の交換部品の継手等から、微量の冷媒漏れが発生した場合、その冷媒が下方に流下して冷媒検知センサ３２が配設されている予め特定されたポイントに冷媒検知センサ３２が検知可能な濃度で分布し、滞留するに至った時点で該冷媒検知センサ３２により冷媒漏れを検知することができる。従って、モータ３、オイルクーラ１２等の冷媒冷却配管系統１３ないし１６からの微量冷媒漏れを初期段階で検知し、早期発見、早期処置によって冷媒の大量放出を防止することができる。 In the refrigerant cooling piping systems 13 to 16, the refrigerant extracted from at least the downstream side of the condenser 4 constituting the refrigeration cycle 10 is supplied to the condenser of the refrigeration cycle 10 via the motor 3, the oil cooler 12, and the like. Refrigerant cooling piping systems 13 to 16 that return to a pressure side lower than 4 are included, and a refrigerant cooling piping that circulates the cooling refrigerant extracted from the downstream side of the condenser 4 to the motor 3 or the oil cooler 12 or the like. When a small amount of refrigerant leaks from the pipe joint groups 23 and 24 provided in the systems 13 to 16 and joints of replacement parts such as strainers and filters (not shown), the refrigerant flows down and detects the refrigerant. When the refrigerant detection sensor 32 is distributed at a concentration that can be detected by the refrigerant detection sensor 32 at a predetermined point where the sensor 32 is provided, and the refrigerant reaches a stagnation point, the refrigerant detection sensor is detected. It is possible to detect the refrigerant leakage by 32. Accordingly, it is possible to detect a small amount of refrigerant leakage from the refrigerant cooling piping systems 13 to 16 such as the motor 3 and the oil cooler 12 at an initial stage, and to prevent a large amount of refrigerant from being released by early detection and early treatment.

さらに、上記潤滑配管系統１９ないし２２には、少なくとも油タンク１７から油ポンプ１８、オイルクーラ１２およびターボ圧縮機２等を経由して油タンク１７に潤滑油を循環する潤滑配管系統１９，２０および／またはターボ圧縮機２および蒸発器８等の油溜まりから潤滑油を油タンク１７に戻す潤滑配管系統１３ないし１６が含まれており、これらの油タンク１７、油ポンプ１８、オイルクーラ１２、ターボ圧縮機２、蒸発器８等に接続されている潤滑油が循環する潤滑配管系統１９ないし２２の配管継手群２５，２６やストレーナ、フィルタ等の交換部品２７の継手群２８等から、潤滑油中に溶解している冷媒の微量漏れが発生した場合、その冷媒が下方に流下して冷媒検知センサ３２が配設されている予め特定されたポイントに冷媒検知センサ３２が検知可能な濃度で分布し、滞留するに至った時点で該冷媒検知センサ３２により冷媒漏れを検知することができる。従って、油タンク１７、油ポンプ１８、オイルクーラ１２、ターボ圧縮機２、蒸発器８等に接続されている潤滑配管系統１９ないし２２からの微量冷媒漏れを初期段階で検知し、早期発見、早期処置によって冷媒の大量放出を防止することができる。 Further, the lubrication piping systems 19 to 22 include lubrication piping systems 19 and 20 that circulate lubricating oil from at least the oil tank 17 to the oil tank 17 via the oil pump 18, the oil cooler 12, the turbo compressor 2, and the like. And / or lubrication piping systems 13 to 16 for returning the lubricating oil from the oil reservoir such as the turbo compressor 2 and the evaporator 8 to the oil tank 17, and these oil tank 17, oil pump 18, oil cooler 12, turbo In the lubricating oil from the piping joint groups 25 and 26 of the lubricating piping systems 19 to 22 through which the lubricating oil connected to the compressor 2, the evaporator 8, etc. circulates, the joint group 28 of the replacement parts 27 such as strainers and filters, etc. When a small amount of the refrigerant dissolved in the refrigerant leaks, the refrigerant flows down to a predetermined point where the refrigerant detection sensor 32 is disposed. Knowledge sensor 32 is distributed in a detectable concentration, it is possible to detect the refrigerant leak by the refrigerant detection sensor 32 at the time led to the residence. Therefore, a small amount of refrigerant leakage from the lubrication piping systems 19 to 22 connected to the oil tank 17, the oil pump 18, the oil cooler 12, the turbo compressor 2, the evaporator 8 and the like is detected at an early stage, and early detection and early detection are performed. A large amount of refrigerant can be prevented by the treatment.

また、上記冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２を、一体をなすターボ圧縮機２およびモータ３の下方部位であって、互いに平行に配設されている蒸発器８と凝縮器４との間の空間領域２９に配設し、各配管系統１３ないし１６および１９ないし２２に設けられている継手群２３ないし２８を、該空間領域２９内の集中配置領域３０に集中的に配置している。 Further, the evaporator 8 and the condenser, which are arranged below the turbo compressor 2 and the motor 3 which are integrated with the refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and the lubrication piping systems 19 to 22, are arranged in parallel to each other. 4 and the joint groups 23 to 28 provided in each of the piping systems 13 to 16 and 19 to 22 are intensively arranged in the concentrated arrangement region 30 in the space region 29. doing.

このように蒸発器８および凝縮器４がシェルアンドチューブ型の熱交換器とされたターボ冷凍機１では、蒸発器８および凝縮器４を互いに平行に配設し、その上部に一体化されたターボ圧縮機２およびモータ３を配置したレイアウトが典型的であり、そのターボ圧縮機２およびモータ３の下方部位であって、蒸発器８と凝縮器４との間の空間領域２９を利用することにより、冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２を配設し、これらの配管系統に設けられている複数の継手群２３ないし２８をその空間領域２９内の集中配置領域３０に集中的に配置できる。従って、複数の継手群２３ないし２８の集中配置領域３０の下方の予め特定されたポイントに配設されている冷媒検知センサ３２に対して、各継手群２３ないし２８等から漏洩した微量の冷媒を拡散させずに効果的に誘導でき、１個の冷媒検知センサ３２で確実に微量冷媒漏れを検知することができる。 Thus, in the turbo refrigerator 1 in which the evaporator 8 and the condenser 4 are shell-and-tube type heat exchangers, the evaporator 8 and the condenser 4 are arranged in parallel to each other, and are integrated on the upper part thereof. A layout in which the turbo compressor 2 and the motor 3 are arranged is typical, and a space below the turbo compressor 2 and the motor 3 and between the evaporator 8 and the condenser 4 is used. Thus, the refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and the lubricating piping systems 19 to 22 are arranged, and the plurality of joint groups 23 to 28 provided in these piping systems are concentrated in the concentrated arrangement region 30 in the space region 29. Can be arranged. Therefore, a small amount of refrigerant leaked from each joint group 23 to 28 or the like is supplied to the refrigerant detection sensor 32 disposed at a predetermined point below the concentrated arrangement region 30 of the plurality of joint groups 23 to 28. It can be effectively guided without being diffused, and a single refrigerant detection sensor 32 can reliably detect a small amount of refrigerant leakage.

さらに、本実施形態においては、各配管系統１３ないし１６、１９ないし２２および各交換部品２７等が、集中配置領域３０において鉛直方向に配設されるとともに、各々の継手群２３ないし２８も同一鉛直線上に配設され、各配管系統１３ないし１６、１９ないし２２および各交換部品２７のいずれかが水平方向に配設される場合は、各々の継手群２３ないし２８も同一水平線上に配設され、その継手群２３の下方に必要に応じて樋３１またはトレーを配設し、該樋３１またはトレーを介して特定ポイントに配設されている冷媒検知センサ３２の位置まで、各継手群２３ないし２８から漏洩した微量冷媒を誘導するようにしている。 Further, in the present embodiment, the piping systems 13 to 16, 19 to 22, the replacement parts 27 and the like are arranged in the vertical direction in the concentrated arrangement region 30, and the joint groups 23 to 28 are also in the same vertical direction. When any of the piping systems 13 to 16, 19 to 22 and the replacement parts 27 is arranged in the horizontal direction, the joint groups 23 to 28 are also arranged on the same horizontal line. A hook 31 or a tray is provided below the joint group 23 as necessary, and each joint group 23 to the position of the refrigerant detection sensor 32 provided at a specific point through the hook 31 or the tray. A small amount of refrigerant leaked from the gas 28 is guided.

このため、鉛直方向に配設されている各配管系統１３ないし１６、１９ないし２２および各交換部品２７の継手群２３ないし２８等から漏洩した冷媒は、そのまま配管系統１３ないし１６、１９ないし２２および交換部品２７に沿って鉛直下方へと流下させることができ、一方、各配管系統１３ないし１６、１９ないし２２および各交換部品２７の一部が止むを得ず水平方向に配設され、その継手群２３ないし２８が水平方向に多少離れて配設されることがあっても、その下方に設けられている樋３１またはトレーを介して漏洩した冷媒を冷媒検知センサ３２の設置位置まで誘導することができる。従って、水平方向に多少離れた位置の継手群２３ないし２８で冷媒漏れが発生したとしても、その冷媒を冷媒検知センサ３２の設置位置に誘導し、１個の冷媒検知センサ３２で確実に微量冷媒漏れを検知することができる。 For this reason, the refrigerant leaked from the piping systems 13 to 16, 19 to 22 and the joint groups 23 to 28 of the replacement parts 27 arranged in the vertical direction is directly used for the piping systems 13 to 16, 19 to 22 and It can be made to flow vertically downward along the replacement part 27, while each piping system 13 to 16, 19 to 22 and a part of each replacement part 27 are unavoidably arranged in the horizontal direction, and the joint Even if the groups 23 to 28 are arranged slightly apart in the horizontal direction, the refrigerant leaked through the basket 31 or the tray provided below the group 23 to 28 is guided to the installation position of the refrigerant detection sensor 32. Can do. Therefore, even if a refrigerant leak occurs in the joint groups 23 to 28 at positions slightly apart in the horizontal direction, the refrigerant is guided to the installation position of the refrigerant detection sensor 32, and a small amount of refrigerant is reliably detected by the single refrigerant detection sensor 32. Leakage can be detected.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３ないし図５を用いて説明する。
本実施形態は、ターボヒートポンプの例であり、上記した第１実施形態に対して、凝縮器４および蒸発器８を角型のプレート式熱交換器とし、その周囲にエコノマイザ６、油タンク１７、油分離器３３等を配置するとともに、上部に一体化された密閉構造のターボ圧縮機２およびモータ３、オイルクーラ１２等を配置したレイアウト構成としている点が異なるが、冷凍サイクル１０の構成や冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２を備えた基本構成については第１実施形態と同様であるので、ここでは、主に相違点について説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This embodiment is an example of a turbo heat pump. Compared to the first embodiment, the condenser 4 and the evaporator 8 are square plate heat exchangers, and an economizer 6, an oil tank 17, The oil separator 33 and the like are disposed, and the layout configuration in which the turbo compressor 2 and the motor 3, the oil cooler 12, and the like having a hermetic structure integrated with the upper portion are arranged. Since the basic configuration including the cooling piping systems 13 to 16 and the lubricating piping systems 19 to 22 is the same as that of the first embodiment, the differences will be mainly described here.

凝縮器４および蒸発器８の上方部位に配置されている互いに一体化されたターボ圧縮機２およびモータ３には、第１実施形態と同様、冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２が接続されている。このターボ圧縮機２およびモータ３と、該ターボ圧縮機２およびモータ３に接続されている冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２の一部、並びにこれらの配管系統に設けられている配管継手群２３ないし２６および各種交換部品２７の継手群２８の一部の下方部位に、その下方部位を覆うように幅広のトレー３４が特定の方向に傾斜配置されている。 As in the first embodiment, the turbo compressor 2 and the motor 3 that are integrated with each other and disposed above the condenser 4 and the evaporator 8 include the refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and the lubricating piping systems 19 to 19. 22 is connected. The turbo compressor 2 and the motor 3, the refrigerant cooling piping systems 13 to 16 and a part of the lubricating piping systems 19 to 22 connected to the turbo compressor 2 and the motor 3, and these piping systems are provided. A wide tray 34 is inclined in a specific direction so as to cover the lower part of the pipe joint groups 23 to 26 and a part of the joint group 28 of the various replacement parts 27.

このトレー３４は、その上方部に配設されている機器や配管系統の継手群等から冷媒が漏れた場合、その漏洩箇所から下方に流下する冷媒を受け、破線矢印に示すように、予め特定されている傾斜方向に沿って誘導し、更に下方へと導くためのものである。また、トレー３４が設置されている位置の下方部においては、冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２、あるいはその他の配管系統に設けられている配管継手群を一側に集め、その下方部位に必要に応じて樋状のトレー３５，３６、３７，３８を配設するとともに、トレー３４およびトレー３５，３６，３７，３８等により誘導され、下方に流下してきた冷媒を、最下方位置に幅方向の全幅に亘り配設されているトレー３９において合流できるようにしている。 This tray 34 receives the refrigerant flowing downward from the leaked portion when the refrigerant leaks from the equipment or the joint group of the piping system disposed in the upper portion thereof, and is specified in advance as indicated by a broken line arrow. It is for guiding along the inclined direction and guiding it further downward. Further, in the lower part of the position where the tray 34 is installed, a group of pipe joints provided in the refrigerant cooling pipe systems 13 to 16 and the lubrication pipe systems 19 to 22 or other pipe systems are collected on one side, A bowl-shaped tray 35, 36, 37, 38 is disposed in the lower part as necessary, and the refrigerant guided downward by the tray 34 and the trays 35, 36, 37, 38, etc. flows downward. The tray 39 arranged at the lower position over the entire width in the width direction can be joined.

なお、上記した他の配管系統としては、例えばエコノマイザ６に接続される配管系統等が挙げられ、該配管系統に設けられている配管継手群の下方部位にトレー３８を配設している。トレー３９には、上方から直接または上記トレー３４ないし３８を介して破線矢印で示すように流下してきた冷媒が合流するポイントが予め設定されており、その合流ポイントに対して冷媒検知センサ３２が配設されている。従って、合流ポイントでの冷媒の濃度が冷媒検知センサ３２により検知可能な濃度に達したとき、冷媒の漏洩が検知可能とされている。 In addition, as another piping system mentioned above, the piping system etc. which are connected to the economizer 6 etc. are mentioned, for example, The tray 38 is arrange | positioned in the downward part of the pipe joint group provided in this piping system. In the tray 39, a point at which the refrigerant flowing down directly from above or through the trays 34 to 38 as shown by the broken line arrows is set in advance, and the refrigerant detection sensor 32 is arranged at the junction point. It is installed. Therefore, when the refrigerant concentration at the junction reaches a concentration that can be detected by the refrigerant detection sensor 32, the leakage of the refrigerant can be detected.

従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様、微量の冷媒漏れを初期段階において、最小個数の冷媒検知センサ３２により検知することが可能となり、冷媒漏れの早期発見および早期処置によってターボ冷凍機１からの冷媒の大量放出を防止することができるとともに、冷媒を再充填する際の冷媒量を低減することができる。また、冷媒検知センサ３２の設置個数を最小限化することができるため、構成の簡素化、コスト低減を図ることができる等の効果を得ることができる。 Accordingly, in this embodiment as well, as in the first embodiment, a small amount of refrigerant leak can be detected by the minimum number of refrigerant detection sensors 32 in the initial stage, and turbo refrigeration can be performed by early detection and early treatment of refrigerant leak. It is possible to prevent a large amount of refrigerant from being discharged from the machine 1 and to reduce the amount of refrigerant when refilling the refrigerant. Further, since the number of installed refrigerant detection sensors 32 can be minimized, effects such as simplification of the configuration and reduction in cost can be obtained.

特に、本実施形態では、トレー３４が、ターボ圧縮機２およびモータ３、これらターボ圧縮機２およびモータ３に接続される各配管系統１３ないし１６および１９ないし２２に設けられている配管継手群２３ないし２６の一部、並びに同配管系統に設けられている各交換部品２７の継手群２８の一部の下方を覆う大きさとされ、該トレー３４を介して直接または他の継手群の下方に設けられている樋またはトレー３５ないし３９を介して、冷媒検知センサ３２の設置位置まで、各継手群２３ないし２８等から漏洩した微量冷媒が誘導可能とされているため、ターボ圧縮機２およびモータ３等のように、複数の冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２、各種交換部品２７並びに継手群２３ないし２８が付属されているものにおいては、それらの下方部位を覆う大きさとされたトレー３４を配設しておくことにより、いずれの位置で冷媒漏れが発生したとしても、その冷媒をトレー３４により集め、直接あるいは他の樋またはトレー３５ないし３９を介して冷媒検知センサ３２の設置位置まで誘導することができる。 In particular, in this embodiment, the tray 34 includes the pipe joint group 23 provided in the turbo compressor 2 and the motor 3 and the pipe systems 13 to 16 and 19 to 22 connected to the turbo compressor 2 and the motor 3. Or a part of the joint group 28 of each replacement part 27 provided in the same piping system, and is provided directly below the other joint group via the tray 34. Since the small amount of refrigerant leaked from each joint group 23 to 28 can be guided to the installation position of the refrigerant detection sensor 32 through the baskets or trays 35 to 39, the turbo compressor 2 and the motor 3 Etc., a plurality of refrigerant cooling piping systems 13 to 16, lubrication piping systems 19 to 22, various replacement parts 27, and joint groups 23 to 28 are attached. In such a case, by arranging a tray 34 that is sized to cover the lower part thereof, the refrigerant is collected by the tray 34, regardless of where the refrigerant leaks, and can be directly or otherwise collected. Alternatively, it can be guided to the installation position of the refrigerant detection sensor 32 via the trays 35 to 39.

従って、付属する配管系統１３ないし１６および１９ないし２２や交換部品２７、継手群２３ないし２８が多く、冷媒漏れのリスクが高くなるターボ圧縮機２やモータ２等の機器周りでの微量冷媒漏れの検知精度を向上し、その早期発見、早期処置によって冷媒の大量放出を防止することができる。 Therefore, there are many attached piping systems 13 to 16 and 19 to 22, replacement parts 27, joint groups 23 to 28, and a small amount of refrigerant leakage around equipment such as the turbo compressor 2 and the motor 2 increases the risk of refrigerant leakage. The detection accuracy can be improved, and a large amount of refrigerant can be prevented by early detection and treatment.

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、冷媒冷却配管系統１３ないし１６および潤滑配管系統１９ないし２２に設けられている配管継手群や交換部品の継手群からの冷媒漏れを検知するようにしているが、メインの冷凍サイクル１０において、配管継手群を介して接続されている配管系統があれば、その配管系統の配管継手群からの冷媒漏れを同様に検知できるようにしてもよい。 In addition, this invention is not limited to the invention concerning the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably. For example, in the above embodiment, the refrigerant leakage from the pipe joint group provided in the refrigerant cooling pipe systems 13 to 16 and the lubrication pipe systems 19 to 22 and the joint group of replacement parts is detected. In the refrigeration cycle 10, if there is a piping system connected via a piping joint group, refrigerant leakage from the piping joint group of the piping system may be detected in the same manner.

１ターボ冷凍機
２ターボ圧縮機
３電動モータ（モータ）
４凝縮器
８蒸発器
１０冷凍サイクル
１２オイルクーラ
１３，１４，１５，１６冷媒冷却配管系統
１７油タンク
１８油ポンプ
１９，２０，２１，２２潤滑配管系統
２３，２４，２５，２６配管継手群
２７交換部品
２８交換部品の継手群
２９空間領域
３０集中配置領域
３１樋
３２冷媒検知センサ
３４，３５，３６，３７，３８，３９トレー 1 Turbo refrigerator 2 Turbo compressor 3 Electric motor (motor)
4 Condenser 8 Evaporator 10 Refrigeration cycle 12 Oil cooler 13, 14, 15, 16 Refrigerant cooling piping system 17 Oil tank 18 Oil pump 19, 20, 21, 22 Lubrication piping system 23, 24, 25, 26 Piping joint group 27 Replacement part 28 Joint group of replacement parts 29 Spatial region 30 Concentrated arrangement region 31 32 Refrigerant detection sensor 34, 35, 36, 37, 38, 39 Tray

Claims

It includes a pipe joint group provided in the refrigerant cooling pipe system and the lubrication pipe system connected to the turbo compressor and its drive motor, and a joint group of various replacement parts provided in each pipe system ,
The refrigerant cooling piping system and the lubrication piping system are disposed below the turbo compressor and the motor, and are disposed in a space region between the evaporator and the condenser that are disposed in parallel to each other.
The pipe joint group provided in each piping system and the joint group of the various replacement parts provided in each piping system are intensively arranged in a preset central arrangement area in the space area. ,
Wherein a lower portion of the concentrated arrangement region of each joint group, said trace amount refrigerant flows down leaked from the joint groups distributed in a high concentration, the pre-specified point stays, at least one refrigerant detection sensor Is installed, and a small amount of refrigerant leakage can be detected.

In the refrigerant cooling piping system, the refrigerant cooling piping system that returns the refrigerant extracted from at least the downstream side of the condenser constituting the refrigeration cycle to the lower pressure side than the condenser via the motor and the oil cooler. The turbo refrigerator according to claim 1, wherein:

The lubrication piping system includes at least a lubrication piping system that circulates lubricating oil from the oil tank to the oil tank via the oil pump, the oil cooler, and the turbo compressor, and / or the turbo compressor and the evaporator, etc. The turbo chiller according to claim 1 or 2, further comprising a lubrication piping system for returning the lubricating oil from the oil reservoir to the oil tank.

Each piping system and each replacement part are arranged in the vertical direction in the concentrated arrangement region, and each joint group is also arranged on the same vertical line, and each of the piping system and each of the replacement parts Are arranged in the horizontal direction, each joint group is also arranged on the same horizontal line, and a rod or tray is arranged below the joint group, and is arranged at the specific point via the rod or tray. The turbo chiller according to any one of claims 1 to 3 , wherein a trace amount of refrigerant leaking from each joint group can be guided to a position of the refrigerant detection sensor provided.

At least one of the trays is provided in the turbo compressor and the motor, a part of the pipe joint group provided in the pipe systems connected to the turbo compressor and the motor, and the pipe systems. The refrigerant detection sensor is installed in a size that covers a lower part of a joint group of each replacement part that is provided, and that is provided directly or below the other joint group by the tray. The turbo chiller according to claim 4 , wherein a small amount of refrigerant leaked from each joint group or the like can be guided to a position.